威爾遜和他的云室

查爾斯·湯姆遜·里斯·威爾遜(Charles Thomson Rees Wilson)1869年2月14日生于英國蘇格蘭愛丁堡附近的格倫科西，父親在蘇格蘭因試驗(yàn)?zāi)裂蜣r(nóng)場而很有名．威爾遜1892年畢業(yè)于劍橋大學(xué)西得尼·薩賽克斯學(xué)院，后在劍橋大學(xué)一面做實(shí)驗(yàn)研究，一面當(dāng)醫(yī)學(xué)系的實(shí)驗(yàn)演示員．當(dāng)時盧瑟福等一些青年科學(xué)家都是劍橋大學(xué)卡文迪許實(shí)驗(yàn)室的研究生，威爾遜經(jīng)常和他們一起參加茶余飯后的討論．1894年，威爾遜在英國第一高峰蘇格蘭的本內(nèi)維斯峰的天文臺度過了幾個星期的時間．在那里，他看到了陽光返照云彩的奇景，使他想在實(shí)驗(yàn)室中再現(xiàn)它們，這就使他走上了發(fā)明云室的道路．

　　1895年，他設(shè)計(jì)了一套設(shè)備，使水蒸氣冷凝來形成云霧．當(dāng)時人們認(rèn)為，要使水蒸氣凝結(jié)，每顆霧珠必須有一個塵埃為核心．威爾遜仔細(xì)除去儀器中的塵埃后發(fā)現(xiàn)，無需塵埃，而用X射線照射云室時，云霧立即出現(xiàn)，這證明凝聚現(xiàn)象是以離子為中心出現(xiàn)的．?經(jīng)過四年研究，他總結(jié)出，當(dāng)無塵空氣的體積膨脹比為1.25時，負(fù)離子開始成為凝聚核心；當(dāng)膨脹比為1.28時，負(fù)離子全部成為凝聚核心．對于正離子來說，膨脹比為1.31時開始成為凝聚核心，膨脹比為1.35時全部成為凝聚核心．另一方面，他還指出，離子的電荷對水蒸氣分子產(chǎn)生作用力，有助于霧珠的擴(kuò)大．1912年，威爾遜為云室增設(shè)了拍攝帶電粒子徑跡的照相設(shè)備，使它成為研究射線的重要儀器．用這個云室拍攝了α粒子的圖象．

　　1927年，威爾遜因發(fā)明云室而與康普頓同獲諾貝爾物理學(xué)獎．

　　威爾遜還研制了靈敏靜電計(jì)，用拴住的氣球升到不同高度測量大氣中的電場，發(fā)現(xiàn)在晴朗的天空中，總存在方向指向地面的電場，電位梯度為100Ｖ／m～200Ｖ／m，整個地球的負(fù)電荷總量約為5×10⁵ Ｃ．威爾遜從他的云室研究中知道負(fù)電荷核心聚集的水滴較大，他認(rèn)為雨云一定是頂部帶正電，底部帶負(fù)電的，因此雨水落下來使地球帶負(fù)電．

　　1959年11月15日，威爾遜在蘇格蘭卡洛普斯去世，終年90歲．1956年，當(dāng)他87歲時，他作為英國皇家學(xué)會年紀(jì)最大會員，還向?qū)W會遞交了最后一篇論文《雨云電學(xué)原理》．